Thiết kế mô hình giám sát hệ thống báo cháy qua điện thoại

Từ những yêu cầu thực tế, những yêu cầu ngày cao trong việc phòng cháy chữa cháy và sự phát triển của mạng di động nên em đã chọn đề tài " Thiết kế và thi công mô hình giám sát hệ thống

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Giới thiệu đề tài

Hiện nay, cùng với sự phát triển kinh tế - xã hội, trên cả nước ngày càng xuấthiện nhiều khu công nghiệp, khu chế xuất, khu công nghệ cao, các khu kinh tế tậptrung với quy mô ngày càng lớn, dây truyền công nghệ ngày càng hiện đại, đắt tiền,khối lượng hàng hóa, vật tư của các cơ sở tập trung ngày càng nhiều Tính chấtcháy, nổ của nhiều thiết bị, dây truyền công nghệ, vật liệu mới cũng phức tạp vànguy hiểm hơn trước

Bên cạnh đó, tốc độ đô thị hóa tăng nhanh, nhiều khu dân cư, tổ hợp nhà caotầng được xây dựng, nhiều loại vật liệu dễ cháy được sử dụng để xây dựng các côngtrình này Điều đó đồng nghĩa với nguy cơ cháy, nhất là cháy lớn, cháy gây thiệt hạinghiêm trọng cũng ngày càng gia tăng Thực tế cho thấy, thời gian qua ở nước ta,cùng với sự phát triển đa dạng của nền kinh tế thị trường, tình hình cháy, nổ cũngdiễn biến hết sức phức tạp

Do đó, việc tạo ra một thiết bị có khả năng phát hiện nhanh chóng sự cố xảy ra

và gửi thông tin cảnh báo đến người hoặc các bộ phận có trách nhiệm để kịp thờiđưa ra các biện pháp xử lí và khắc phục là vô cùng cần thiết

Thiết bị giám sát hệ thống báo cháy có khả năng giám sát từ xa hoạt động của tủbáo cháy trung tâm với khoảng cách gần như là không giới hạn từ bất cứ nơi đâu màkhông cần phải túc trực ngay tại tủ

Ngoài ra thiết bị còn mang tính bảo mật nhất định Nghĩa là chỉ có những sốđiện thoại được cài đặt sẵn trong thiết bị và đúng với cú pháp tin nhắn thì mới cóthể gửi tin nhắn truy cập được thiết bị, tránh việc bất cứ người nào cũng có thể truycập được vào

Từ những yêu cầu thực tế, những yêu cầu ngày cao trong việc phòng cháy chữa

cháy và sự phát triển của mạng di động nên em đã chọn đề tài " Thiết kế và thi

công mô hình giám sát hệ thống báo cháy qua điện thoại " để đáp ứng được nhu

cầu thực tế hiện nay

1.2 Tình hình nghiên cứu

Trong những năm gần đây, sự phát triển bùng nổ của công nghệ di động đãkhiến công nghệ di động không còn đơn thuần chỉ dùng để liên lạc đàm thoại nó đãđược ứng dụng vào rất nhiều lĩnh vực khác nhau như: an ninh, giải trí, giao thôngvận tải, … Do những ưu việt của điện thoại di động, các hệ thống điều khiển vàgiám sát qua điện thoại đi động đã được nhiều hãng sản xuất thiết bị trên thế giớiứng dụng Đặc điểm cơ bản của các hệ thống này là có sự kết hợp chặt chẽ giữathiết bị xử lý viễn thông và các hệ thống vi xử lý

Kỹ thuật GSM có khả năng truyền tin wireless với phạm vi rất rộng lớn và đảm bảo độ tin cậy cao Chính vì vậy người dùng có thể gửi tin nhắn SMS để điều khiển thiết và giám sát các thiết bị từ xa mang lại hiệu quả cao Người dùng chỉ cần sử dụng điện thoại di động của mình (bất cứ loại hoặc thương hiệu) để theo dõi và kiểm soát những ứng dụng trong công nghiệp và nông nghiệp như:

 Máy móc nhà xưởng

 Hệ thống xử lý nước thải

 Nông nghiệp thủy lợi

 Lò sưởi, ướp lạnh, máy điều hòa

 Các thiết bị dân dụng khác: đèn, quạt…

Trong công nghiệp, với trung tâm SMS đã giúp người sử dụng truy cập nhanhchóng tới các hệ thống thông tin thông qua mạng nhắn tin GSM-SMS Với nhữnglợi ích từ hệ thống GSM (không dây), dữ liệu có thể được truy nhập ở mọi nơi, mọilúc bởi bất cứ người sử dụng nào mà không cần có mặt tận nơi, SMS công nghiệpphát triển linh hoạt nhằm kết nối với các dữ liệu chuẩn của Yokogawa Exaquanium(gồm Wonderware InSQL, Oracle, SQL) và các cơ sở dữ liệu khác hỗ trợ DDE Bêncạnh các hệ thống điều khiển sử dụng tin nhắn SMS còn có các hệ thống sử dụnggiao thức truyền dữ liệu GPRS (General Packet Radio Service) hoặc MMS…

Tại Việt Nam, các mạng điện thoại di động đã và đang phát triển với tốc độ cao.Ngoài việc sử dụng điện thoại di động cho mục đích liên lạc, hiện nay ở nước ta,điện thoại di động còn được sử dụng với các mục đích:

 Dịch vụ truy cập internet trên điện thoại di động qua WAP hoặc GPRS;

 Dịch vụ giải trí dự đoán kết quả trên truyền hình và các dịch vụ dựa trên tinnhắn SMS khác;

 Ứng dụng công nghệ GSM vào quản lý vận hành giao thông;

 Ứng dụng điện thoại di động trong điều khiển các thiết bị điện trong nhà

Hệ thống điều khiển giám sát qua điện thoại di động đã được hãng Siemens vàmột số hãng khác đưa vào giới thiệu tại nước ta trong năm 2006 Đặc tính của các

hệ thống này là có khả năng tích hợp với các thiết bị điều khiển đã được lắp đặt củaSiemen một cách đồng bộ Tuy nhiên, nó thường chỉ sử dụng cho các ứng dụngtrong công nghiệp và giá thành khá cao Mặc dù vậy việc nghiên cứu vẫn có nhữngbiến chuyển khi tập đoàn điện lực EVN đã sử dụng công nghệ nhắn tin SMS để điềukhiển máy cắt thông qua Modem điện thoại của họ ở Việt Nam khi GSM đã trở

thành công nghệ mà hơn 95% dân số chọn dùng, dịch vụ về SMS cũng tăng lên rất

mạnh Điều này là một lợi thế cho việc nghiên cứu và phát triển các ứng dụng trongđiều khiển tự động hóa

1.3 Ý nghĩa khoa học của đề tài

Thời gian gần đây, cháy nổ xảy ra ngày một gia tăng như một thách thức, gâythiệt hại nghiêm trọng đến tài sản và tính mạng con người Theo Thống kê của BộCông an, trong 10 năm trở lại đây, cho thấy, cả nước đã xảy ra trên 16.767 vụ cháy

ở các nhà máy, xí nghiệp, kho tàng, cơ quan, trường học, bệnh viện, nhà dân và6.109 vụ cháy rừng, làm chết 688 người, bị thương 1.848 người Thiệt hại về tài sảnước tính trị giá 4.187 tỷ đồng và 42.332 ha rừng có giá trị kinh tế lớn Trung bìnhmỗi năm xảy ra 1.677 vụ cháy, nổ, làm chết và bị thương 254 người (chết khoảng

60 người mỗi năm), trung bình mỗi ngày xảy ra 5 vụ cháy, làm chết hoặc bị thương

8 người, thiệt hại về tài sản trị giá 419 tỷ đồng Từ những thực tế đó, yêu cầu vềviệc phát hiện sớm thông tin nhanh chóng tình hình vụ cháy là hết sức quan trọng

Đề tài lấy cơ sở là mạng di động GSM với cuộc gọi thoại và tin nhắn SMS Việc

sử dụng mạng GSM để điều giám sát thiết bị có thuận lợi là tiết kiệm chi phí, mangtính cạnh tranh và cơ động cao (nghĩa là ở chỗ nào có phủ sóng mạng điện thoại di

động ta cũng có thể thực hiện được) Ngoài ra, sản phẩm của đề tài này có tính mở,

có thể áp dụng cho hầu hết các tủ báo cháy trung tâm khác nhau trong dân dụngcũng như trong công nghiệp

1.4 Mục đích nghiên cứu

Đồ án được nghiên cứu, khảo sát và thực hiện với mục đích áp dụng những kiến

thức đã được học trong nhà trường để thiết kế mô hình“ Giám sát hệ thống báo

cháy bằng điện thoại ” Hệ thống tích hợp module thực hiện cuộc gọi và gửi nhận

tin nhắn sử dụng mạng GSM, module xử lý dữ liệu, module công suất, Qua xử lí,

dữ liệu sẽ được gửi về thiết bị đầu cuối (điện thoại) của người điều khiển để báo chobiết trạng thái của hệ thống báo cháy và cảnh báo nếu có hỏa hoạn xảy ra Mô hìnhgiám sát hệ thống báo cháy bằng điện thoại có chức năng như sau:

 Có thể kiểm tra trạng thái hoạt động của hệ thống

 Có thể kiểm tra tài khoản điện thoại trên SIM điện thoại gắn vào thiết bị

 Từ kết quả kiểm tra người dùng có thể đưa ra các biện pháp xử lí thích hợp

 Tự động nhắn tin và gọi điện đến người dùng khi có tín hiệu từ tủ báo cháy trung tâm

 Có thể chuyển đổi chế độ hoạt động bằng tin nhắn SMS

 Có thể cài đặt được nhiều số điện thoại khác nhau từ xa bằng tin nhắn SMS

 Có thể thu âm nội dung cảnh báo cho cuộc gọi với thời lượng lên đến 20s

 Có tính bảo mật cao, chỉ những số điện thoại được cài đặt mới có thể truycập vào thiết bị

1.5 Ý tưởng thiết kế

Dùng mạng điện thoại di động của các nhà cung cấp dịch vụ như Viettel,Mobiphone, Vinaphone… để gửi tin nhắn SMS kiểm tra giám sát đến thiết bị và cóthể nhận dữ liệu đáp ứng lại từ thiết bị cho biết tình trạng hoạt động của hệ thống

bên cạnh đó người dùng còn được cảnh báo bằng cuộc gọi thoại và tin nhắn khi cócác vấn đề hỏa hoạn phát sinh.

1.6 Giới hạn của đề tài

Đề tài nghiên cứu dựa trên những tài liệu và các hình ảnh minh họa của các hệthống báo cháy trung tâm Phạm vi nghiên cứu của đề tài là những đặc điểm lýthuyết cơ bản của hệ thống báo cháy Từ đó lấy tín hiệu từ hệ thống báo cháy đểđưa vào thiết bị giám sát

1.7 Phương pháp thực hiện

Thực hiện đề tài bằng phương pháp tổng hợp lý thuyết thông qua tra cứu tài liệutrong sách kết hợp với việc truy cập thông tin trên Internet và trao đổi với giáo viênhướng dẫn

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG

2.1 Giới thiệu tổng quan nhà máy thủy điện Ankroet

Hình 2-1: Tởng quan về nhà máy thủy điện Ankroet

Nhà máy thủy điện Ankroet là nhà máy thủy điện đầu tiên của Việt Nam được

khởi cơng vào tháng 10-1942 và khánh thành vào năm 1945, chính thức phát điệnnăm 1946

Thủy điện Ankroet cách thành phố Đà Lạt gần 20 km về phía tây bắc, bên

hồ Đan Kia - Suối Vàng thơ mộng Nhà máy cĩ kiến trúc đá rất đặc trưng của vùngtây nam nước Pháp và kiến trúc cơng xưởng đặc trưng đầu thế kỷ 20

Khởi đầu, thủy điện cĩ cơng suất 600 kW với hai tổ máy do Hãng Bell của Mỹsản xuất vào năm 1940 Trục turbine nằm ngang, cả khối máy nổi trên mặt đất, khácvới các cơng trình thủy điện sau này các tuơcbin nằm sâu dưới lịng đất với trụcđứng Cơng suất thiết kế ban đầu của Ankroët chỉ 600 kW, nhỏ hơn trăm lần so vớinhững thủy điện hạng trung hiện nay, nhằm cung cấp điện cho đơ thị Đà Lạt khi đĩ.Điều khiến thủy điện Ankroët trở nên đặc biệt là tồn bộ nhà máy phát điện, bờchắn hai đập nước liên hồn xây bằng đá xanh khai thác ngay tại Suối Vàng bằngcơng sức của các phu phen người Việt

Năm 2004, sau gần 60 năm hoạt động liên tục, những tổ máy cũ buộc phải thaythế bằng những tổ máy mới do Trung Quốc sản xuất cùng công nghệ nhưng côngsuất lớn hơn Hai tổ máy sau khi hoàn thành sứ mệnh đã được đưa về xưởng sửachữa của Công ty Điện lực Lâm Đồng và nằm đó suốt 10 năm Năm 2014, một tổmáy đã được sửa chữa và phục chế để trưng bày tại nhà truyền thống của Tập đoànĐiện lực Việt Nam, Tổ máy còn lại hiện vẫn còn lưu tại xưởng để sau khi phục chế,

tổ máy sẽ được đưa lại vào Nhà máy thủy điện Ankroet để trưng bày.

Nhân dịp kỷ niệm 70 năm nhà máy thủy điện lâu đời nhất Việt Nam (17/10/1945

- 17/10/2015), nhà máy thủy điện Ankroet đã chính thức thay thế, đưa vào vận hành

hệ thống điều khiển nhà máy theo công nghệ mới, chuyển hệ thống điều khiển nhàmáy từ bán tự động sang công nghệ tự động hiện đại Công nghệ mới này sẽ giúpgiảm sức lao động và nâng cao độ an toàn cho người điều khiển thiết bị tại nhà máy

2.1.1 Lịch sử phát triển

Được khởi công vào tháng 10/1942, Ankroet có thiết kế ban đầu với đập tràn đáchẻ dài 97m, cao 10m, dung tích hồ chứa 1,3 triệu mét khối nước Thủy khẩu vàđường hầm bê tông xuyên núi dài 536m, hình móng ngựa đường kính 1,65m, cógiếng áp thủy cuối hầm cao 44m, đường kính 4m

Gồm 2 tổ máy, mỗi tổ 300kW turbine hiệu BELL phát hiệu CEM-LEHA VRE

do Mỹ sản xuất Chính thức phát điện vào năm 1946, đưa điện về Đà Lạt hòa điệnvới nhà máy điện diesel Đà Lạt để cung cấp điện cho thành phố trẻ đang được ngườiPháp cho xây dựng Thời bấy giờ, không riêng gì Việt Nam, Ankroet là nhà máythủy điện duy nhất trên toàn cõi Đông Dương mà rất nhiều năm sau đó các nhà máythủy điện tiếp theo mới lần lượt ra đời

Đầu những năm 1950, quy mô của Đà Lạt phát triển mau lẹ, do không chịu sựảnh hưởng trực tiếp của chiến tranh nên quan chức người Pháp và những gia đìnhngười Việt giàu có đổ lên đây mua đất xây biệt thự ngày càng nhiều Để đủ điệncung cấp cho thành phố, giai đoạn 1950-1955, hồ thủy điện Ankroet được ngườiPháp cho nâng cấp với quy mô đập dâng bằng đất dài 161m, cao 25m và tự tràn qua

đá chẻ dài 40m, cao 20m, dung tích hồ chứa lúc này đã tăng lên 20 triệu mét khối

nước Nhà máy thủy điện Ankroet được lắp đặt thêm 2 tổ máy 1250kW-6,6kV, tuốcbin hiệu Neyrpic và máy phát điện hiệu Alsthom do Pháp sản xuất với mức độ điềukhiển và tự động cao hơn trước, nâng quy mơ nhà máy Ankroet lên 4 tổ máy phátđiện, tổng cơng suất 3,1MW

Người Pháp đã cho xây dựng đường dây truyền tải điện cao thế 31,5kV SuốiVàng – Đà Lạt và Cà Rang – Sơng Pha để kết lưới hịa điện thủy điện Ankroet vớinhà máy điện diesel Đà Lạt tăng cường cung cấp điện cho Đà Lạt và các vùng lâncận

Năm 1962, để cĩ điện phục vụ cho việc xây dựng thủy điện Đa Nhim (ĐơnDương, Lâm Đồng), chính quyền đương thời đã lắp thêm tổ máy nâng cơng suấtAnkroët lên 3.100 kW Năm 1964, Nhà máy thủy điện Đa Nhim hồn thành vớicơng suất 160 MW (gấp khoảng 50 lần thủy điện Ankroët), cung cấp điện cho mộtnửa miền Nam khi đĩ

Trải qua nhiều thăng trầm, biến động của lịch sử, thế rồi, những tổ máy phátđiện do Mỹ, Pháp sản xuất lần lượt hồn thành sứ mệnh của mình Đến năm 2004,

tổ máy nguyên thủy cuối cùng được lơi ra khỏi vị trí, đặt vào đĩ là những tổ máyphát điện mới do Trung Quốc sản xuất cĩ cơng suất phát điện lớn hơn bằng cơngnghệ tự động

Hiện nay, Nhà máy Thủy điện Ankroet cĩ 3 tổ máy với tổng cơng suất 4.400kWđược lắp đặt từ các dự án nâng cấp, cải tạo sau:

Năm 1999, dự án nâng cơng suất Nhà máy Thuỷ điện Ankroet, lắp đặt tổ máymới H3-1.600kW thay cho tổ máy cũ H3-300kW, nâng cơng suất Nhà máy từ2x1.250+2x300kW thành 2x1.250+300+1.600kW Dự án hồn thành và đưa vàovận hành từ tháng 09/1999

Năm 2004, dự án phục hồi cải tạo Nhà máy Thuỷ điện Ankroet, lắp đặt các tổmáy mới H1, H2 2x1.400kW thay cho các tổ máy cũ H1, H2, H4, nâng cấp hệthống thiết bị điện, hệ thống điều khiển bảo vệ rơle, thay thế điều tốc tổ máy H3.Nhà máy hồn thành và đưa vào vận hành từ tháng 11/2004, đảm bảo khả năng phátđiện của nhà máy ổn định và đạt cơng suất 4.400kW

Năm 2012, hệ thống điện Nhà máy nước Đan Kia được nâng cấp từ điện áp6,6kV lên 22kV và chuyển sang nhận nguồn 22kV từ trạm 110/22kV Suối Vàng, vìvậy Nhà máy Thủy điện Ankroet ngừng vận hành hoàn toàn các thiết bị thuộc ngănmáy cắt 436, máy biến áp T6 và các thiết bị phát tuyến 671 (tuyến 6,6kV cấp điệncho Nhà máy nước Đan Kia).

Năm 2014, máy biến áp T3 được di dời vào trong nhà lắp tại ngăn T6 cũ, cácthiết bị ngăn 436 cũ sử dụng lại cho 433, giải tỏa thiết bị khu vực ngoài trời

Năm 2015, sửa chữa cải tạo thay thế hệ thống thủy lực, hệ thống điều khiển,bảo vệ đo lường, quan trắc nhà máy thủy điện Ankroet

- Các công trình nhà văn phòng, Nhà máy

- Đường vào toàn bộ công trình Nhà máy, cư xá công nhân viên và các côngtrình phụ khác

- Đối với quản lý về điện, Phân xưởng Thủy điện Ankroet quản lý vận hành từdao cách ly 472-7 trở vào Nhà máy và sợi cáp ngầm 22kV đấu nối từ daocách ly này đến LTD 472-8 tại trụ tháp đầu tuyến 472

- Điện lực Đà Lạt được Công ty Điện lực Lâm Đồng phân cấp quản lý từ trụtháp số 1 trở ra đường dây trên không 22kV (và đường dây 6,6kV nay đã côlập vận hành), kể cả trụ tháp 472SV/1, các LTD, các chống sét van trên trụtháp và đấu nối nhánh 22kV Đạ Nghịt

2.1.3 Nhiệm vụ của các đơn vị

2.1.3.1 Phân xưởng thủy điện Ankroet

- Vận hành nhà máy theo đúng quy trình quy phạm, theo phương thức và yêu

cầu của Công ty Điện lực Lâm Đồng

- Báo cáo sự cố chính xác, kịp thời về Công ty Điện lực Lâm Đồng khi xảy ra.

- Trong trường hợp cần xử lý nhanh các hư hỏng nhỏ nhằm nhanh chóng đưa

thiết bị vào vận hành, Phân xưởng Thủy điện Ankroet có thể được phép thựchiện các công tác sửa chữa nhỏ

- Tham gia bảo trì định kỳ nhà máy.

- Kiến nghị về những hư hỏng, khuyết tật của các công trình, các thiết bị cơ

khí , điện, thủy năng, đường giao thông, nhà cửa, thông tin, của nhà máy

Đề xuất phương án sửa chữa, nâng cấp, thay thế

- Phối hợp các đơn vị liên quan thiết lập các kế hoạch sửa chữa thường xuyên,

sửa chữa lớn các công trình, thiết bị của nhà máy

2.1.3.2 Phân xưởng cơ điện

- Thực hiện công tác sửa chữa, nâng cấp, thay thế và thử nghiệm các thiết bị cơđiện nhà máy Tham gia đề xuất phương án sửa chữa, nâng cấp, thay thế

- Bảo trì định kì nhà máy

- Tham gia điều tra, kiểm tra các hư hỏng, sự cố của nhà máy Đề xuất phương

án xử lý

- Phối hợp các đơn vị liên quan thiết lập các kế hoạch sửa chữa thường xuyên,

sửa chữa lớn các công trình, thiết bị của nhà máy

2.1.3.3 Phòng điều độ

- Chỉ huy thao tác vận hành nhà máy theo phân cấp.

- Lập kế hoạch khai thác sử dụng nguồn nước hợp lý.

- Tính toán và cung cấp các trị số rơle bảo vệ MC 472 Kiểm tra sự phối hợp

giữa các rơle quá dòng của MC 472 và các rơle quá dòng của MC 431, 432,433

- Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống thông tin liên lạc của nhà máy.

- Giám sát vận hành các thiết bị hệ thống MiniScada của nhà máy khi hệ thống

có kết nối với phòng Điều độ

- Phối hợp các đơn vị liên quan thiết lập các kế hoạch sửa chữa thường xuyên,

sửa chữa lớn các công trình, thiết bị của nhà máy

2.1.3.4 Phòng kế hoạch – kỹ thuật

- Theo dõi, giám sát, kiểm tra kỹ thuật trong các công tác vận hành, xử lý sự cố

và bảo trì nhà máy

- Xét duyệt phương án của các đơn vị, đề xuất phương án thực hiện trong các

công tác sửa chữa, nâng cấp, thay thế và thí nghiệm nhà máy

- Tham gia điều tra, kiểm tra các hư hỏng, sự cố của nhà máy Đề xuất phương

2.1.4 Hệ thống báo cháy trung tâm của nhà máy

Nhà máy có diện tích khá nhỏ, thuộc thủy điện loại nhỏ, hệ thống báo cháy chủyếu là các đầu báo nhiệt và báo khói được đặt ở gian máy phát, khu vực quanh máybiến áp và ở các phòng điều khiển nơi đặt các thiết bị điện điều khiển và thiết bịgiám sát của nhà máy, các phòng ban làm việc,

Các đầu báo nhiệt và báo khói được kết nối với hệ thống tủ báo cháy trung tâmHOCHIKI 8 Zone Hệ thống báo cháy hiện nay chỉ có chuông và đèn báo động tạichỗ, khi có có sự cố lỗi của tủ báo cháy chỉ báo hiệu bằng đèn led và tiếng kêu trên

tủ yêu cầu cần phải có người thường xuyên đi trực để có thể kịp thời phát hiện các

sự cố của tủ

Hình 2-2: Tủ báo cháy trung tâm HOCHIKI HCV – 8

Hình 2-3: Bên tromg tủ báo cháy trung tâm HOCHIKI HCV – 8

- HCV – 8 bao gồm 8 zone, thiết kế phù hợp với tiêu chuẩn BS EN54-4, BSEN54-2 và hệ thống báo cháy – thiết bị điều khiển và chỉ thị

- HCV – 8 có kết hợp nguồn và mạch sạc ắc quy Tủ có các tiếp điểm không điện

áp cho ngõ Fire và Fault kích hoạt mỗi khi cháy Chúng được sử dụng cho điềukhiển và truyền tín hiệu Phù hợp với tiêu chuẩn BS EN54-4

- Lập trình một cách đầy đủ thông qua menu lựa chọn đơn giản Tủ có cấu trúcdạng mạch đơn, dễ dàng cho người lắp đặt Tương thích với nhiều loại thiết bị

- Điều khiển từ xa thông qua các ngõ vào cho phép: Tắt tiếng báo động, tiếngchuông, báo lỗi và reset

- Giám sát 2 ngõ ra NAC

- Tương thích với nhiều loại đầu báo cháy

- Có thể chỉnh thời gian trì hoãn chuông

- Tự chọn cấu hình NAC

- Nguồn điện cung cấp: 120VAC; 220VAC

- Vật liệu: Thép mềm dày 1.2mm

- Nguồn điện làm việc, dòng cung cấp: 24V, 3 Amps

- Cầu chì nguồn chính: 1.6 Amp 250V

Hình 2-4: Các đầu tiếp điểm của tủ báo cháy HOCHIKI HCV – 8

 Tiếp điểm Fire: bình thường ở vị trí NO, khi có sự cố cháy ở bất kì Zone nào thì tiếp điểm này sẽ đóng lại ở vị trí NC đến khi nhấn nút reset trên tủ hoặc không còn cháy

 Tiếp điểm Fault (Trouble): bình thường ở vị trí NC, khi có bất kì lỗi phát sinh của tủ báo cháy bao gồm cả mất nguồn thì tiếp điểm này sẽ đóng lại ở vịtrí NO

Tủ báo cháy thường phát sinh một số lỗi như lỗi mất nguồn điện, đứt dây cácđầu báo, khi các đầu báo bị tháo rời,… khi có các lỗi xảy ra thì bên trong tủ có tíchhợp còi báo và đèn báo hiệu cho biết các lỗi phát sinh cụ thể

Đây là hai cặp tiếp điểm chính ta sẽ sử dụng để lấy tín hiệu cho thiết bị giám sátsau đây

2.2 Tổng quan về hệ thống báo cháy trung tâm

2.2.1 Khái niệm chung

Một khía cạnh quan trọng của công tác PCCC là phát hiện kịp thời đám cháyđang bùng phát, đồng thời cảnh báo cho cư dân trong tòa nhà và các tổ chức cứuhỏa Đây là vai trò quan trọng của hệ thống phát hiện cháy và báo động Tùy thuộcvào kịch bản ngăn chặn đám cháy, cấu trúc tòa nhà và mục đích sử dụng; số lượng

và đối tượng cư ngụ; giới hạn của nội dung và nhiệm vụ, các hệ thống này có thểcung cấp một số chức năng chính:

1 Thứ nhất, nó cung cấp một phương tiện để phát hiện đám cháy đang bùngphát theo phương pháp thủ công hoặc tự động.

2 Thứ hai, nó cảnh báo cho cư dân trong tòa nhà biết có cháy và sự cần thiếtphải sơ tán

3 Một chức năng phổ biến là truyền tín hiệu thông báo cháy cho cơ quan PCCChoặc tổ chức ứng phó khẩn cấp khác

4 Chúng cũng có thể ngắt nguồn điện, điều khiển thiết bị xử lý không khí, hoặccác hoạt động đặc biệt khác (thang máy, cửa ngăn cháy ) Và nó có thể được sửdụng để khởi động hệ thống chữa cháy Hệ thống báo cháy tự động là hệ thống gồmtập hợp các thiết bị có nhiệm vụ phát hiện và báo động khi có cháy xảy ra Việcphát ra các tín hiệu cháy có thể được thực hiện tự động bởi các đầu dò (khói, nhiệt,lửa, ) hoặc bởi con người (thông qua nút nhấn khẩn cấp) Hệ thống phải hoạt độngliên tục 24/24 giờ kể cả khi mất điện

2.2.2 Các thành phần chính của hệ thống báo cháy tự động

Một hệ thống báo cháy tự động tiêu biểu sẽ có 3 thành phần như sau:

1 Trung tâm báo cháy Được thiết kế dạng tủ, bao gồm các thiết bị chính: bomạch xử lý thông tin, bộ nguồn, ác quy dự phòng

2 Thiết bị đầu vào: đầu báo: báo khói, báo nhiệt, báo gas, báo lửa, công tắckhẩn (nút nhấn khẩn),

3 Thiết bị đầu ra : bảng hiển thị phụ, chuông báo động, còi báo động, đèn báođộng, đèn exit,

Hình 2-5: Sơ đồ hệ thống báo cháy chuyên dụng

2.2.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống báo cháy

Quy trình hoạt động của hệ thống báo cháy là một quy trình khép kín Khi cóhiện tượng về sự cháy (chẳng hạn như nhiệt độ gia tăng đột ngột, có sự xuất hiệncủa khói hoặc các tia lửa) các thiết bị đầu vào (đầu báo, công tắc khẩn) nhận tínhiệu và truyền thông tin của sự cố về trung tâm báo cháy Tại đây trung tâm sẽ xử lýthông tin nhận được, xác định vị trí nơi xảy ra sự cháy (thông qua các zone) vàtruyền thông tin đến các thiết bị đầu ra (bảng hiển thị phụ, chuông, còi, đèn), cácthiết bị này sẽ phát tín hiệu âm thanh, ánh sáng để mọi người nhận biết khu vựcđang xảy ra sự cháy và xử lý kịp thời

2.2.4 Phân loại hệ thống báo cháy

2.2.4.1 Hệ thống báo cháy thông thường – Conventional Fire Alarm System

Đặc điểm chính:

 Tủ báo cháy Quy ước có độ lớn từ 1 kênh (zone) đến trên 60 kênh

 Các Zone bao gồm một vài hoặc tất cả thiết bị khởi đầu (như: đầu báo, nútnhấn, công tắc…) trong một khu vực hoặc một tầng của tòa nhà

 Một số tủ báo cháy cho phép mở rộng dung lượng zone trong khi số khác thìkhông mở rộng được, điều này làm cho tính hữu dụng bị hạn chế khi một cơ

sở muốn mở rộng thêm

 Báo cháy, báo sự cố theo từng khu vực (zone) của tòa nhà

 Mỗi Zone có thể là 01 phòng hoặc nhiều phòng gần nhau

 Mỗi Zone cần một đường dây tín hiệu riêng nên số lượng dây về trung tâmbáo cháy nhiều

 Không thể biết chính xác thiết bị nào đã kích hoạt báo cháy hoặc bị sự cốtrong Zone Với tính năng đơn giản, giá thành rẻ, hệ thống báo cháy quy ướcchỉ thích hợp lắp đặt tại các dự án có diện tích vừa hoặc nhỏ, số lượng cácphòng không nhiều, nhà xưởng nhỏ… Nhiều thiết bị được lắp trên cùng mộtkhu vực (zone) nên khi xảy ra sự cố trung tâm chỉ có thể nhận biết khái quát

và hiển thị khu vực (zone) có sự cố, chứ không cho biết chính xác vị trí từngđầu báo, từng địa điểm có sự cố Điều này làm hạn chế khả năng xử lý, giámsát của hệ thống

2.2.4.2 Hệ báo cháy địa chỉ – Addressable Fire Alarm System

 Mỗi điểm trên mạch loop có một địa chỉ duy nhất khi lắp đặt

 Giám sát được thực hiện từ Tủ điều khiển bằng quy trình thăm dò tới tất cảcác thiết bị trong mạch loop

 Tình huống báo cháy được hiển thị theo điểm, cho phép nhanh chóng tìm rađám cháy.

 Có rất nhiều hệ thống hỗ trợ lập trình vào/ra mềm dẻo để kết nối (điều khiển)các thiết bị đầu vào với các đầu ra Với tính năng kỹ thuật cao, hệ thống báocháy địa chỉ dùng để lắp đặt tại các công trình lớn, được chia ra làm từngđiểm (địa chỉ) độc lập, riêng biệt với nhau Từng thiết bị trong hệ thống đượcgiám sát bởi trung tâm báo cháy giúp cho phát hiện sự cố một cách nhanhchóng, rõ ràng và chính xác Hệ thống cho phép điều khiển các thiết bị ngoại

vi và các hệ thống khác trong tòa nhà khi có cháy

2.3 Tổng quan về công nghệ GSM

2.3.1 Giới thiệu về công nghệ GSM

GSM (Global System for Mobile communication) là hệ thống thông tin di động

số toàn cầu, là công nghệ không dây thuộc thế hệ 2G (second generation) có cấutrúc mạng tế bào, cung cấp dịch vụ truyền giọng nói và chuyển giao dữ liệu chấtlượng cao với các băng tần khác nhau: 400Mhz, 900Mhz, 1800Mhz và 1900Mhz,được tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI) quy định

GSM là một hệ thống có cấu trúc mở nên hoàn toàn không phụ thuộc vào phầncứng, người ta có thể mua thiết bị từ nhiều hãng khác nhau Do nó hầu như có mặtkhắp mọi nơi trên thế giới nên khi các nhà cung cấp dịch vụ thực hiện việc ký kếtroaming với nhau nhờ đó mà thuê bao GSM có thể dễ dàng sử dụng máy điện thoạiGSM của mình bất cứ nơi đâu Mặt thuận lợi to lớn của công nghệ GSM là ngoàiviệc truyền âm thanh với chất lượng cao còn cho phép thuê bao sử dụng các cáchgiao tiếp khác rẻ tiền hơn đó là tin nhắn SMS Ngoài ra để tạo thuận lợi cho các nhàcung cấp dịch vụ thì công nghệ GSM được xây dựng trên cơ sở hệ thống mở nên nó

dễ dàng kết nối các thiết bị khác nhau từ các nhà cung cấp thiết bị khác nhau

Nó cho phép nhà cung cấp dịch vụ đưa ra tính năng roaming cho thuê bao củamình với các mạng khác trên toàn thế giới Và công nghệ GSM cũng phát triểnthêm các tính năng truyền dữ liệu như GPRS và sau này truyền với tốc độ cao hơn

sử dụng EDGE GSM hiện chiếm 85% thị trường di động với 2,5 tỷ thuê bao tại 218

quốc gia và vùng lãnh thổ Các mạng thông tin di động GSM cho phép có thểroaming với nhau do đó những máy điện thoại di động GSM của các mạng GSMkhác nhau ở có thể sử dụng được nhiều nơi trên thế giới.

2.3.2 Đặc điểm của công nghệ GSM

- Cho phép gởi và nhận những mẫu tin nhắn văn bản bằng kí tự dài đến 126 kí tự

- Cho phép chuyển giao và nhận dữ liệu, FAX giữa các mạng GSM với tốc độhiện hành lên đến 9.600 bps

- Tính phủ sóng cao: Công nghệ GSM không chỉ cho phép chuyển giao trong toànmạng mà còn chuyển giao giữa các mạng GSM trên toàn cầu mà không có một

sự thay đổi, điều chỉnh nào Đây là một tính năng nổi bật nhất của công nghệGSM(dịch vụ roaming)

- Sử dụng công nghệ phân chia theo thời gian TDM (Time division multiplexing )

để chia ra 8 kênh full rate hay 16 kênh haft rate

- Công suất phát của máy điện thoại được giới hạn tối đa là 2 watts đối với băngtần GSM 850/900Mhz và tối đa là 1 watts đối với băng tần GSM1800/1900Mhz

- Mạng GSM sử dụng 2 kiểu mã hoá âm thanh để nén tín hiệu âm thanh 3,1khz đó

là mã hoá 6 và 13kbps gọi là Full rate (13kbps) và haft rate (6kbps)

2.3.3 Sự phát triển của công nghệ GSM ở Việt Nam

Công nghệ GSM đã vào Việt năm 1993 Hiện nay, ba nhà cung c ấp di độngcông nghệ GSM lớn nhất của Việt Nam là VinaPhone, chóng gian vừa qua Hiệnnay có đến hơn 85% người dùng hiện nay đang là khách hàng của các nhà cung cấpdịch vụ theo công nghệ GSM

Cho tới thời điểm này, thị trường thông tin di động của Việt Nam đã có khoảng

120 triệu thuê bao di động “đại gia” di động của Việt Nam, MobiFone và Viettelđều tăng trưởng rất nóng với số lượng thuê bao mỗi ngày phát lên tới hàng trămngàn thuê bao

2.4 Tổng quan về SMS

2.4.1 Giới thiệu về SMS

SMS là từ viết tắt của Short Message Service Đó là một công nghệ cho phépgửi và nhận các tin cđiện thoại với nhau SMS xuất hiện ở C vào năm 1992 Ở nóbao gồm cả các chuẩn về GSM (Global System for Mobile Communication) Mộtthời gian sau đó, nó phát công như CDMA và TDMA Các chuẩn GSM và phát(European Telecommunication Standards Institute nay 3GPP (Third GennPartnership Project) đang soát về sự phát triển và duy trì các chuẩn GSM và SMS.Như chính tên đầy đủ của SMS là Short ervice, dữ liệu có thể được lưu giữ bởi một.Một chứa tối đa là 140 byte (1120 bit) dữ liệu Vì vậy,một SMS có thể chứa:

 160 ký tự nếu mã hóa được sử dụng (phù hợp với mã ký tự latin như alphatetcủa tiếng Anh)

 70 ký tự nếu bit Unicode UCS2 được sử dụng (dùng cho các ký tự không phải

mã Trung Quốc…) SMS dạng text hỗ trợ ngôn ngữ khác nhau Nó có thể hoạtđộng tốt với nhiều hỗ trợ mã gồm Bản, Hàn Quốc… Bên cạnh gửi tin nhắndạng text thì tin nhắn còn có thể mang dữ liệu dạng galery Nó cho phép gửinhạc chuông, hình ảnh cùng nhiều tiện ích khác…tới điện thoại khác

2.4.2 Cấu trúc một tin nhắn SMS

Nội dung của 1 tin nhắn SMS khi được gửi đi chia làm 5 phần như sau:

Hình 2-6: Cấu trúc tin nhắn SMS

- Instructions to air interface: chỉ thị dữ liệu kết nối với air interface

- Instructions to SMSC: chỉ thị dữ liệu kết nối với trung tâm tin nhắn SMSC

- Instructions to handset: chỉ thị dữ liệu kết nối bắt tay

- nstructions to SIM (optional): chỉ thị dữ liệu kết nối, nhận biết SIM

- Message body: nội dung tin nhắn SMS

2.4.3 Ưu điểm của SMS

- Tin nhắn có thể được gửi và đọc tại bất kỳ thời điểm nào

- Tin nhắn SMS có thể được gửi tới các điện thoại dù chúng đang bị tắt nguồn

- Ít gây phiền phức trong khi bạn vẫn có thể giữ liên lạc với người khác

- Được sử dụng trên các điện thoại di động khác nhau và có thể gửi cùng mạnghoặc khác mạng đều được

- Phù hợp với các ứng dụng wireless sử dụng cùng với nó như: chức năng

SMS được hỗ trợ 100% bởi các điện thoại sử dụng công nghệ GSM; có thểgửi nhạc chuông, hình ảnh…; hỗ trợ chi trả các dịch vụ trực tuyến downloadnhạc chuông…

sẽ gửi tin nhắn thì một ẽ cách chuyên chuyển lưu thông SMS của một mạngwireless Hệ thống vận hành mạng luôn luôn quản lí SMSC của riêng bên trong hệwireless Tuy nhiên hệ thống vận hành mạng sẽ sử dụng một SMSC thứ ba có vị tríbên ngoài của hệ thống mạng wireless

Bạn phải biết địa chỉ SMSC của hệ thống vận hành mạng wireless để sử dụng,tinh chỉnh chức năng trên điện tho ại của bạn Điển hình một địa là một số điệnthoại thông thức, khuôn mẫu thoại nên có một thực đơn chọn lựa để cấu hình địa chỉthường thì địa chỉ được điều chỉnh lại trong thẻ SIM bởi hệ thống mạng wireless.Điều này có nghĩa là bạn không cần phải làm bất cứ thay đổi nào cả

2.4.5 SMS quốc tế

Các tin nhắn SMS giữa các nhà điều điều hành quốc tế với nhau Tin nhắn SMShành cục bộ là tin nhắn mà được gửi giữa các nhà điều một quốc gia còn tin nhắnSMS giữa các nhà điều hành quốc tế là tin nhắn SMS được gửi giữa các SMS quốc

tế thì cao hơn so với gửi trong nước Chi phí gửi tin nhắn trong nội mạng thì ít hơn

so với gửi cho mạng khác trong ột quốc gia và nhỏ hơn chi phí cho việc gửi tinnhắn năng kết hợp của tin nhắn SMS giữa hai mạng wireless cục bộ hay thậm chí làquốc tế là một nhân tố chính góp phần tới sự phát triển mạnh mẽ của hệ thống SMStoàn cầu.

2.5 Module SIM800

2.5.1 Giới thiệu về Module SIM800

Một modem GSM là một modem wireless, nó làm việc cùng với một mạngwireless GSM Một modem wireless thì cũng hoạt động giống như một modemquay số Điểm khác nhau chính ở đây là modem quay số thì truyền và nhận dữ liệuthông qua một đường dây điện thoại cố định trong khi đó một modem wireless thìviệc gửi nhận dữ liệu sóng

Giống như một điện thoại di động GSM , một modem GSM yêu cầu 1 thẻ simvới một mạng wireless SIM 800 là một trong những loại modem GSM NhưngModule SIM 800 được nâng cao truyền hơn Nó sử dụng công nghệ GSM/GPRShoạt động ở băng 850Mhz, EGSM 900Mhz, DCS 1800 Mhz và PCS 1900Mhz, cótính năng GPRS của Sim 800 Và hỗ trợ GPRS theo dang đồ thị mã hóa CS-1, CS-

2, CS-3 và CS-4

Trong đồ án này, Module Sim800 có chức năng nhận tín hiệu SMS từ điện thoạirồi chuyển tín hiệu tới vi để kiểm tra trạng thời phản hồi bằng SMS tới điện thoại đểcung cấp thông tin về trạng thái các thiết bị và thực hiện cuộc gọi đến điện thoại

Hình 2-7: Module SIM800

2.5.2 Tập lệnh AT Command của Module SIM800

Các lệnh AT là các hướng dẫn được sử dụng để điều khiển một modem.AT làmột cách viết gọn của chữ Attention.Mỗi dòng lệnh của nó bắt đầu với “AT” hay

“at” Đó là lý do tại sao lệnh AT Nhiều lệnh của nó số sử dụng dây mối (wired

dial-up modems), chẳng hạn như ATD (Dial), ATA (Answer), ATH (Hool control) vàATO (data state), cũng được hỗ trợ bởi các modem GSM/GPRS và các điện thoại diđộng

Bên cạnh bộ lệnh AT thông dụng này, các modem GSM/GPRS và các điệnthoại di động còn được hỗ trợ bởi AT đặc biệt đối (gửi tin nhắn SMS), AT+CMSS(gửi tinnhắn SMS từ một vùng lư trữ (chuỗi liệt kê các tin nhắn SMS) vàAT+CMGR (đọc tin nhắn SMS) Ngoài ra các chuẩn của GSM Với các lệnh AT

mở rộng này,bạn có thể làm một số thứ như sau:

 Đọc,viết, xóa tin nhắn

 Gửi tin nhắn SMS

 Kiểm tra chiều dài tín hiệu

 Đọc, viết và tìm kiếm về các mục danh bạ

Số tin nhắn SMS có thể được thực thi bởi một modem phút thì rất thấp, nó chỉkhoảng từ 6 đến của đồ án chỉ tìm hiểu 1 số tập lệnh cơ bản phục vụ Sau đây là một

số tập lệnh cơ bản để thao tác dùng cho dịch gọi thoại ,bao gồm:

 <LF> : Line Feed (0x0A).

 MT : Mobile Terminal :Thiết bị đầu cuối mạng (chính là module)

 TE : Terminal Equipment: Thiết bị đầu cuối(chính là vi điều khiển)

2.5.2.1 Khởi tạo cấu hình mặc định cho module SIM800

(1) ATZ<CR> reset modem, kiểm tra modem đã hoạt động bình thường chưa.

Gửi cho đến khi nhận được chuỗi: ATZ<CR><CR><LF>OK<CR><LF>

(2) ATE0<CR> tắt chế độ echo lệnh Chuỗi trả về có dạng:ATE0<CR><CR><LF>OK<CR><LF>

(3) AT+CMGF=1<CR> Thiết lập quá trình truyền nhận tin nhắn được thực hiện

ở chế độ text (mặc định là ở chế độ PDU) Chuỗi trả về sẽ có dạng:

<CR><LF>OK<CR><LF>

(6) AT+CNMI=2,2,0,0,0<CR> Thiết lập chế độ thông báo cho TE khi MT nhậnđược tin nhắn mới Chuỗi trả về sẽ có dạng: <CR><LFtở về TE bất cứ thông báonào TE được lưu trong sim trong trường hợp cần thiết

(7) AT+CSCS="GSM"<CR> thiết lập bộ ký tự GSM mặc định 7 bit (3GPP TS23.038) Chuỗi trả về có dạng:

<CR><LF>OK<CR><LF>

(8) AT+CSAS<CR> Lưu cấu hình cài lập bởi các lệnh AT+CMGF vàAT+CNMI

2.5.2.2 Xóa tin nhắn trong SIM

(1) AT+CMGD=1 Xóa tin nhắn ở vùng nhớ 1 trong SIM Chuỗi trả về sẽ có dạng: <CR><LF>OK<CR><LF>

(2) AT+CMGD=2 Xóa tin nhớ 1 trong SIM Chuỗi trả về sẽ có dạng:

<CR><LF>OK<CR><LF>

(3) AT+CMGD=1,4 Xóa tin nhắn trong SIM Chuỗi trả về sẽ có dạng:

2.5.2.3 Thực hiện cuộc gọi

(1) ATDxxxxxxxxxx;<CR> Quay số cần gọi Chuỗi trả về sẽ có dạng:

<CR><LF>OK<CR><LF> Chuỗi này thông báo được nhận và đang được thực thi.Sau đó là những chuỗi thông báo kết quả quá trình kết nối ( nếu như kết nốikhông được thực hiện thành công)

(2A) Nếu MT hiện được kết hoặc không có sóng

(thử bằng cách tháo GSM), chuỗi trả về sẽ có dạng:

<CR><LF>NO DIAL TONE<CR

(2B) Nếu cuộc gọi bị từ chối bởi người nhận cuộc gọi, hoặc số máy đang gọi tạm thời không hoạt động ( chẳng hạn như bị tắt máy ) chuỗi trả về có dạng:

<CR><LF>NO LF>

(2C) Nếu cuộc gọi không thể trả về sẽ có dạng:

<CR><LF>BUSY< Tổng từ lúc modem nhận lệnh cho đến lúc nhận được chuỗi trên thông thường là 4 giây

(2D) Nếu sau 1 phút mà thuê bao nhận cuộc gọi không bắt máy, chuỗi trả về sẽ

<LF>

Chức năng truyền nhận tin nhắn và chức năng biệt Khi đang thông thoại vẫn cóthể tin nhắn.Khi truyền nhận tin có thể tiến hành thiết lập và kết thúc cuộc gọi.2.6 Phần mềm lập trình Arduino

2.6.1 Phần mềm lập trình Arduino IDE

Để lập trình được cho các board Arduino, cần phải có một công cụ gọi

là Intergrated Development Environment (IDE) Công cụ này được đội ngũ kĩ sư của Arduino phát triển trên nền tảng Java và có thể chạy trên Windows , MAC OS

X và Linux

Arduino IDE là một công cụ cực kỳ tối giản, nhưng nó cung cấp một môi

trường gần như hoàn chỉnh cho hầu hết các dự án dựa trên Arduino Thanh menutrên cùng có các tùy chọn tiêu chuẩn, bao gồm “Tệp” (mới, tải lưu, vv), “Chỉnh

sửa” (phông chữ, sao chép, dán, vv), “Phác thảo” (để biên dịch và lập trình), “Côngcụ” (các tùy chọn hữu ích cho các dự án thử nghiệm) và "Trợ giúp" Phần giữa củaIDE là một trình soạn thảo văn bản đơn giản, nơi bạn có thể nhập mã chương trình.Phần dưới cùng của IDE được dành riêng cho một cửa sổ đầu ra được sử dụng đểxem trạng thái biên dịch, bao nhiêu bộ nhớ đã được sử dụng, bất kỳ lỗi nào đượctìm thấy trong chương trình và các thông báo hữu ích khác.

Các Projects được tạo ra bằng Arduino IDE được gọi sketches, và các sketches như vậy thường được viết dưới dạng một phiên bản cắt giảm của C ++

(một số tính năng C ++ không được bao gồm) Do lập trình vi điều khiển hơi khácvới lập trình máy tính nên có một số thư viện dành riêng cho các thiết bị cụ thể (vídụ: thay đổi pin mode, ngõ ra các pins, đọc giá trị analog, timers) Điều này đôi khigây nhầm lẫn cho những người dùng nghĩ rằng Arduino được lập trình bằng ngônngữ Arduino Tuy nhiên, trên thực tế, Arduino được lập trình bằng C ++ Nó chỉ sửdụng các đặc trưng duy nhất cho các thiết bị này

Hình 2-8: Giao diện Arduino IDE Trong khi các dự án nâng cao hơn sẽ tận dụng các công cụ tích hợp trong IDE,

nhưng hầu hết các dự án sẽ dựa vào 6 nút cơ bản sau:

Hình 2-9: Thanh công cụ Arduino IDE

1 Verify: được dùng để biên dịch chương trình sau khi viết

2 Upload: dùng để biên dịch chường trình và nạp chương trình vào Arduino

3 New: dùng để tạo một cửa sổ IDE mới

4 Open: dùng để mở một file chương trình có sẵn

5 Save: dùng để lưu một file hiện hành

6 Serial Monitor: dùng để truyền dữ liệu từ Arduino đến máy tính phụ vụ

cho việc khảo sát và sửa lỗi

2.6.2 Các cài đặt bổ sung cho phần mềm Arduino IDE

2.6.2.1 Cài đặt Driver

Vì Arduino IDE được viết trên nền tảng Java nên cần phải cài đặt thêm driver Java Runtime Environment (JRE) giúp máy tính nhận biết được phần mềm IDE

và phần cứng của Arduino

2.6.2.2 Cài đặt thư viện hỗ trợ cho Arduino

Nhiều ngôn ngữ lập trình hiện nay, nhất là các ngôn ngữ viết cho Windows,thường có cung cấp thêm một số lượng rất lớn các thư viện bao gồm nhiều hàm để

hỗ trợ giao diện người dùng, và các thư viện có sẵn trong Arduino không đủ để đápứng yêu cầu của người lập trình, vì thế chung ta cần phải nạp thêm thư viện cầnthiết

Trên giao diện IDE Arduino vào Sketch chọn Import Library, chọn tiếp AddLibrary và tìm đến file nén vừa tạo (file.zip)

CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG MÔ HÌNH

3.1 Sơ đồ khối của mô hình

Hình 3-1: Sơ đồ khối mô hình

 Hoạt động của các khối trong sơ đồ:

Khối nguồn sẽ cung cấp điện áp cho toàn mạch hoạt động Khi có tín hiệu đi tới

vi điều khiển, vi điều khiển sẽ xử lí tín hiệu sau đó gửi tín hiệu điều khiển tới khốithu phát âm thanh và khối Module Sim800 để thực hiện cuộc gọi và gửi tin nhắnSMS cảnh báo, đồng thời vi điều khiển cũng gửi tín hiệu tới khối hiển thị (LCD).Khi có tin nhắn tới Module Sim800, Module Sim800 sẽ gửi lệnh về vi điều khiển đểbáo có tin nhắn mới Vi điều khiển nhận được tin nhắn và xử lý tin nhắn sau đó sẽgửi tín hiệu điều khiển tới Module Sim800 để gửi tin nhắn phản hồi về điện thoại.3.2 Đặc điểm và chức năng chính các khối

3.2.1 Khối nguồn

- Chức năng: cấp nguồn cho hệ thống

- Linh kiện chính sử dụng: IC ổn áp LM2596S – 5V

 Chân 4: Feedback (chân phản hồi điện áp)

 Chân 5: ON/OFF chân tắt bật mức logic

 Dùng IC LM2596 với tần số lên đến 150Khz.

 Có nút nhấn chuyển chế độ hiển thị ngõ ra/vào

 Điện áp đầu vào: Từ 4V đến 30V

 Điện áp đầu ra: Điều chỉnh được trong khoảng 1.5V đến 29V

 Dòng ngõ ra tối đa là 3A

 Công suất : 15W

 Kích thước: 66 x 35mm

3.2.2 Khối điều khiển

- Chứ năng: Xử lý toàn bộ mọi hoạt động của hệ thống bao gồm: đọc tín hiệucấp vào và xử lý tín hiệu này để thực hiện các lệnh, đọc trạng thái từ khốiSIM800A và hiển thị lên LCD1602, kích hoạt mạch thu phát âm thanhISD1820

- Linh kiện chính sử dụng: vi điều khiển ATmega328P SMD

Hình 3-4: Vi xử lý Atmega328P SMD

 Các thông số kỹ thuật của ATmega328P:

 Họ vi điều khiển: AVR ATmel 8bit

 Số timer: 3 timer gồm 2 timer 8-bit và 1 timer 16-bit

 Số kênh xung PWM: 6 kênh

Hình 3-5: Sơ đồ chân ATmega328P

- Mạch ứng dụng: Arduino Nano CH340

Hình 3-6: Arduino Nano CH340

 Thông số kỹ thuật của board Arduino Nano CH340:

Bảng 3-1: Thông số kỹ thuật Arduino Nano CH340

3.2.3 Khối Module SIM800

- Chúc năng: thực hiện việc gọi thoại và nhắn tin khi có tín hiệu

- Linh kiện chính sử dụng: SIM800

Hình 3-7: SIM800

SIM800 là một giải pháp Quad-band GSM/GPRS dưới dạng linh kiện dán SMTthường được sử dụng trong các ứng dụng mạng di động

SIM800 hỗ trợ 4 băng tần 850/900/1800/1900MHz, nó có thể truyền tải thôngtin thoại, tin nhắn SMS và dữ liệu data với mức tiêu thụ điện năng thấp Với kíchthước nhỏ gọn 24×24×3mm, SIM800 có thể tích hợp được với các thiết kế đòi hỏicao về sự mỏng manh và nhỏ gọn.

 Thông số kỹ thuật của SIM800:

 4 băng tần 850/900/1800/1900MHz

 GPRS multi-slot class 12/10

 GPRS mobile station class B

 Bluetooth chuẩn 3.0+EDR

 Kích thước 24×24×3mm

 Trọng lượng 3.14g

 Điều khiển thông qua tập lệnh AT

 Điện áp cấp: 3.4 ~ 4.4V

 Tiết kiệm điện năng

 Nhiệt độ hoạt động trong khoảng -400C ~ 850C

- Mạch ứng dụng: Module SIM800A

Hình 3-8: Module SIM800A

 Thông số kỹ thuật:

 Sử dụng module GSM GPRS Sim800A

 Nguồn cấp đầu vào: 5 - 18VDC, lớn hơn 1A

Mức tín hiệu giao tiếp: TTL (3.3-5VDC) hoặc RS232